Джемс Г. Джинс. рух світів
Подробиці Опубліковано 16.11.2017 15:21 Автор: Резніков Георгій Переглядів: 9747
Джемс Г. Джинс. Рух світів.
- М .: Державне техніко-теоретичне видавництво, 1933.
ДЖИНС (Jeans) Джеймс Хопвуд (11.9.1877, Ормскірк, графство Ланкашир - 16.9.1946, Доркинг, графство Суррей), англійський фізик і астроном, член Лондонського королівського товариства (1906). Закінчив Кембріджський університет (1900), працював в ньому (1901-04 і 1910-12). У 1905-09 професор Прінстонського університету (США), в 1923-44 співробітник Маунт-Вілсоновськая обсерваторії (США). У 1924-29 і 1934-39 професор Королівського коледжу в Лондоні. Основні наукові праці з кінетичної теорії газів, теорії теплового випромінювання, електродинаміки, теоретичної механіки, теорії відносності, астрофізиці. У 1905-1909, застосувавши методи статистичної фізики, вивів формулу для щільності енергії випромінювання абсолютно чорного тіла, справедливу для малих частот випромінювання (Релея - Джинса закон випромінювання). З середини 1910-х рр. займався астрофізикою. У 1914-16 розглянув задачу про фігури рівноваги рідких обертових мас, застосував її до проблем освіти подвійних зірок і спіральних туманностей. Висловив приливну гіпотезу утворення Сонячної системи, популярну в 20-30-х рр. ХХ століття (гіпотеза Джинса). Автор теорії диссипации планетних атмосфер (1916), теорії гравітаційної нестійкості (1929). Показав, що розподіл швидкостей зірок в зоряних скупченнях має з плином часу наближатися до максвелловскую внаслідок їх взаємного гравітаційного впливу. Автор ряду науково-популярних книг. Президент Лондонського королівського астрономічного товариства (1925-27).
Велика Російська енциклопедія [Електронний ресурс] / Міністерство культури Російської Федерації. - Режим доступу: https://bigenc.ru/physics/text/1952617
«... В останній рік минулого століття, восени 2000 року, на будинку, де жив і працював видатний англійський вчений Джеймс Джинс, було встановлено меморіальну дошку. Цієї честі в Великобританії удостоюються далеко не всі історичні особистості, і вона служить свідченням безперечного визнання їх заслуг тими, хто складає англійська правлячий клас.
Ім'я Джеймса Джинса стало відомо з 20-х років XX століття не тільки професійним ученим-фізикам і астрономам, а й широким колам освіченої публіки різних країн світу. І в цьому немає нічого дивного, адже він був і великим ученим - автором найважливіших робіт в галузі теоретичної фізики і астрофізики, і талановитим популяризатором науки. Широта його наукових інтересів і глибока філософська інтерпретація досягнень науки в поєднанні з художнім стилем викладу зробили науково-популярні роботи а класичними зразками творів подібного жанру. Деякі з його науково-популярних книг - "Всесвіт навколо нас" і "Рух світів", - на початку 30-х років перекладені на російську мову і видані в СРСР, познайомили радянського читача з останніми досягненнями зарубіжної астрофізики.
В історію науки Джеймс увійшов як один з творців нового наукового напрямку - теоретичної астрофізики. Він був в ряду перших професійних фізиків-теоретиків, які почали працювати в області астрономії та привнесли в неї апарат теоретичної фізики як метод наукового дослідження небесних об'єктів.
... Відомий російський астрофізик І. С. Шкловського в ті ж роки писав: "Ми далекі від того, щоб зневажливо відгукуватися про видатних дослідженнях класиків космогонії - Лапласа, Пуанкаре і особливо Джинса, чия основна теорія гравітаційної нестійкості червоною ниткою проходить через всю сучасну космогонію ... кожна наукова проблема вирішується в свій час, і час для вирішення класичних проблем космогонії настало тільки зараз ".
"Роботи Джинса про гравітаційної фрагментації дифузного речовини, - вторить йому московський астроном Ю.Н.Ефремов, - і нині залишаються основними в теорії походження зірок".
... З появою наглядових свідоцтв існування темної матерії (прихованої маси) і прискорення космологічного розширення Всесвіту - наслідки "антигравітації" темної енергії, яка вносить вклад порядку 2/3 в щільність Всесвіту, стало ясно, що ми не знаємо природи ні прихованої маси, ні тим більше темної енергії. Стало ясно, що близько 95% всієї маси Всесвіту складається не з протонів і нейтронів, електронів і нейтрино або будь-яких інших відомих фізики в даний час елементарних частинок, а з щось зовсім незнайомого для сучасної науки. Воно має зовсім іншу природу, ніж звичайна матерія. І сьогодні ми навіть не знаємо можливих підходів для дослідження цього щось.
Можливо, знадобиться ідея Джинса про "нових" фізичні закони. Звичайно, ці нові фізичні теорії не будуть відкидати усталені схеми теоретичної фізики, а, будучи більш масштабними узагальненнями нових даних і уявлень, включать ці схеми як приватні, а вірніше граничні випадки. Так що з цієї точки зору Джинс, безсумнівно, мав рацію в своєму передбаченні розвитку науки про Всесвіт.
Більш того, для перевірки сучасних єдиних теорій поля і елементарних частинок потрібні енергії, на багато порядків перевершують ті, які досяжні в прискорювачах на Землі. Тому прогрес у фізиці мікросвіту став неможливий без досліджень грандіозних явищ, що протікають у Всесвіті. Можна сказати, що сьогодні відбувається об'єднання таких двох розділів науки, як теорія елементарних частинок і космологія. Це, на перший погляд, несподіване об'єднання фізики мікро- і макросвіту не тільки передбачалося, а й закладалося в працях Джинса ».
Козенко, А.В. Сер Джеймс Джинс: Вчений, філософ, музикант: ілюстрована біографія / А.В.Козенко. -М .: URSS, 2014.
«Проблема джерел енергії, будови і еволюції зірок на базі нової фізичної картини світу початку XX ст.
Дж. Джинс, К. Шварцшильда, А. Еддінгтон, Г.Н. Рессел.
1. Створення фізичного фундаменту
Перше десятиліття XX століття стало початком нової епохи в розвитку астрономії, саме двох її ставали головними великих областей: астрофізики і нової, еволюційної і (вперше!) Спостережної космології. Не тільки накопичення спостережних відомостей за допомогою нової техніки, але головним чином фундаментальні успіхи фізики зробили можливим якісно новий і разом з тим строго кількісний підхід до вирішення проблеми будови як Всесвіту в цілому, так і її головних складових (з безпосередньо спостережуваних) - зірок. (Оскільки в світлі сучасних знань, головною складовою Всесвіту є якраз невидима темна матерія - т.зв. «прихована маса», - і Всесвіт можна порівняти з ... нічним збіговиськом чорних кішок, коли бачити можна тільки їх світяться очі.)
Велику роль зіграли успіхи термодинаміки, теорії газів, теорії випромінювання. Нові горизонти розкрилися перед астрофізикою з народженням в кінці XIX в. атомної фізики, з відкриттям таких нових явищ на внутрішньоатомних рівні, як радіоактивність (Беккерель, 1896 г.). Для астрофізики особливу роль зіграло подальше відкриття П'єром Кюрі і його співробітником А. Лаборду явища самовільного виділення тепла радіоактивними елементами (1903 р).
2. Народження і перші кроки ідеї внутріатомної джерела зоряної енергії. Джинс, Еддінгтон, Перрен, Рессел.
Відкриття Кюрі і Лаборду допомогло на перших порах вивести з глухого кута проблему джерел зоряної енергії. Це зробив видатний англійський фізик-теоретик Дж.Х.Джінс, одним з перших захоплений неосяжними перспективами вирішення фізичних проблем в Космосі і перейшов цілком в астрофізику. (Приплив в астрофізику фахівців-фізиків став характерним для астрофізики XX ст.)
Джеймс Хопвуд Джинс (1877-1946) першим висловив правильну ідею внутрішньоатомної природи джерела енергії зірок. Спочатку (незабаром після відкриття Кюрі - Лаборду) він екстраполював на зоряну Всесвіт ідею випромінювання за рахунок радіоактивного розпаду речовини зірки (при цьому в випромінювання повинно було переходити близько 1/4000 її маси). Це забезпечувало існування зірки типу Сонця не більше, ніж протягом 1011 років. Тим часом підрахунки самого Джинса на основі динамічних міркувань (за часом релаксації в Галактиці, тобто встановлення в ній рівномірного - як вважалося, що спостерігається, - розподілу кінетичної енергії зірок) вказували на тривалість життя зірок в 100 разів більшу (1013 років).
У 1904 р Джинс припустив дію в зірках іншого, більш сильного механізму вивільнення внутрішньоатомної енергії - анігіляції. За його уявленням, вона могла відбуватися при зустрічі електрона і якоїсь позитивно зарядженої частинки (протон був відкритий лише в 1910-х рр.). Це передбачало поступовий повний перехід речовини у випромінювання (тобто явно збільшувало час життя зірки). Після встановлення кількісного закону перетворення речовини у випромінювання (Ейнштейн, 1906) Джинс підрахував гранично можливий вік зірки. Вік Сонця, наприклад, дійсно виявлявся рівним 1013 років. Припущення про конкретний, анігіляційному механізмі вивільнення зоряної енергії в подальшому було залишено. Але головна і геніальна ідея Джинса - про внутрішньоатомних характері її джерела лягла в основу всіх подальших теорій еволюції зірок і в даний час стала загальновизнаним обґрунтованим фактом ».
Історія астрономії [Електронний ресурс]: методичні матеріали для підготовки до кандидатського іспиту з історії та філософії науки / Російська Академія наук; Інститут історії природознавства і техніки ім. С.І. Вавилова. - Режим доступу: http://ihst.ru/aspirans/astronomyia.htm#_Toc100630709
«Щоб добре дізнатися якусь невідому країну, найкраще відправитися подорожувати по ній. У таку подорож на Сонце і запрошує свого читача англійський астроном Джемс Джинс, автор чудової книги «Рух світів», випущеної в російській перекладі Техніко-теоретичним видавництвом (ОНТИ).
Ви сідаєте в уявну ракету для міжпланетних подорожей. Зі швидкістю, в сім разів перевищує початкову швидкість снаряда сучасної наддалекобійні гармати, вона несе вас в невідомі світ, за межі земної атмосфери. Разом з вами летить і автор книги. Він показує крізь вікна ракети дивовижні ландшафти, пояснює причини чудових і несподіваних світлових явищ. Він не втомлюється повідомляти вам все нові і нові відомості про планети, які мине ракета. Але ось він вказує на великий вогненна куля [...]
«Наша ракета стрімко летить до Сонця, ми ще більше наблизилися до нього, і воно вже закриває від наших очей майже все небо. Ми бачимо наше світило як яскрава вогненна диск, що насувається все ближче і ближче; скоро наша ракета повинна зіткнутися з ним, і ми зміцнюємося, щоб витримати цей удар. Тепер все арки і фонтани полум'я не тільки оточують нашу ракету, але вже звиваються над нею. Ми знаходимося всередині вогненної атмосфери Сонця, так що з усіх боків нас оточує світ ».
Що сталося під час зустрічі ракети з Сонцем, ви дізнаєтеся з книги «Рух світів». Автор її - великий майстер науки. Разом з тим він талановитий популяризатор. «Рух світів» - це захоплююча розповідь про нашого Всесвіту, про зоряні містах, про загибель і народження нових світів. Здійснюючи разом з читачем цікаву подорож по зоряному небу, Джинс розкриває захоплюючу картину.
Ось він знайомить вас з найближчими сусідами Землі - Венерою і Меркурієм. Ось він показує зоряне небо і вчить читача знаходити сузір'я за їхніми адресами, вказаними в астрономічних атласах. Ось він по черзі розповідає про різні планетах Сонячної системи. Він розповідає про гори на Місяці, про каналах на Марсі, про кільці Сатурна [...] Але Джинс не тільки малює широкими і сміливими мазками романтичні картинки зоряного неба, - це тільки зовнішня блискуча форма, до якої вдається великий майстер слова. За всім цим лежить міцне і надійне підгрунтя справді наукових знань ... »
Джемс Джинс - «Рух світів» // Техника молодежи. - 1935. - №1. - С. 68-69. - (Що читати?)
Гортаємо книгу Д.Джінса «Рух світів»
«Ця книга написана автором, мають широку популярність далеко за межею вузького кола науковців. Великий майстер науки, Джинс разом з тим - талановитий майстер слова, блискучий популяризатор, що викладає складні математичні і астрономічні проблеми простим і в той же час художньою мовою, що надає його популярним робіт виняткову привабливість. Пропонована книга не тільки познайомить читача з основами астрономічних знань, але і введе його в курс останніх досягнень астрофізики, освітивши перед ним проблеми, що стоять перед сучасною наукою ... »
НЕБЕСНИЙ СВОД
«Ми, мешканці Землі, володіємо щастям, над яким замислюємося дуже мало; ми приймаємо його як належне в такій же мірі, як повітря, яким ми дихаємо. Я маю на увазі прозорість нашої атмосфери. Деякі інші планети, наприклад, Венера і Юпітер, мають атмосфери з густими хмарами, що роблять їх абсолютно непрозорими. Якби ми народилися на Венері або на Юпітері, ми прожили б все життя, не побачивши, що знаходиться за хмарами. Ми не знали б краси і поезії нічного неба, ми не знали б про існування інших світів. Уявіть, що до нинішньої ночі Земля теж була покрита непроникною пеленою хмар. Але ось раптово завіса відкрилася, і ми вперше побачили чудове, що вабить нічне небо.
Може бути, грунтуючись на нашому першому враженні, ми вирішили б, що небесне склепіння - це ілюмінований лампадами або ліхтарями купол, споруджений над нашими головами на відстані всього лише кількох кілометрів або навіть метрів: так адже думали і наші віддалені предки, коли вони вперше спробували зрозуміти значення великої панорами світил, розкиданих по небесному простору.
Але незабаром після цього ми помітили б, що маса вогнів не залишається нерухомою над нашими головами ... »
ІМЕНА ЗІРОК
«Якщо нам потрібно в місті знайти будинок, ми першим обов'язком запитуємо, на якій вулиці він знаходиться. Точно так же, якщо ми хочемо знайти на небі зірку, ми спочатку запитаємо, до якого сузір'я вона належить ... »
МАНДРИ ПОЛЮСА
«Тривале спостереження показує, що панорама сузір'їв не тільки незмінно повторюється щоночі, але залишається тією ж самою з року в рік і навіть з покоління в покоління. Старовинні зоряні карти показують, що розташування сузір'їв тепер точно таке ж, яким його п'ять тисяч років тому бачили єгиптяни, китайці і халдеї, коли вони вперше почали вивчати небо.
Однак в одному відношенні вони бачили небо іншим, ніж ми. Ми бачимо його обертовим ніч за вночі навколо Полярної зірки - кінчика хвоста Малої Ведмедиці, а астрономи п'ять тисяч років тому бачили той же небо і ті ж сузір'я обертовими навколо зірки Тубан, або альфи Дракона - найяскравішої зірки в сузір'ї Дракона. Тубан лежить на півдорозі вздовж хвоста Дракона і знаходиться перед самим носом Малої Ведмедиці.
Спочатку може здатися дуже дивним, що вісь обертання неба може переміщатися так само, але пояснюється це дуже просто ... »
ВСЕРЕДИНІ СОНЦЯ
«Ми чекаємо і чекаємо зіткнення, а його все немає. Ми вже промандрували сотні, тисячі, десятки тисяч кілометрів усередині Сонця і поки не зустріли твердої поверхні. Поступово нам стає ясно, що трапилося ... »
ЧУМАЦЬКИЙ ШЛЯХ
«... У кожну ясну безмісячну ніч ми бачимо велику дугу слабкої перлового світла, що оперізує небо від горизонту до горизонту. Ми не можемо побачити, що з нею відбувається за горизонтом, не зробивши кругоземного подорожі. Зробивши ж це подорож, ми побачимо, що її два кінця з'єднуються в південному небі, так що вона утворює великий нескінченний світиться коло, що йде навколо всього неба, - пояс світла, навколишній світ. Майже на всіх мовах він має одне і те ж назву - Чумацький шлях ... »
ІСТОРІЯ ВСЕСВІТУ
«... Сучасна теорія зображує Всесвіт йде струнко своїм шляхом, в той час як там і сям, в глухих закутках світового простору, на рідкісних і мізерно малих інтервалах дивні випадковості мають наслідком вторгнення життя в буття. Зірки - надзвичайно рідкісні об'єкти в просторі; вони розташовані так далеко один від одного, що ступінь їх розкиданості майже неможливо уявити. Якщо помістити три мікроскопічні порошинки в найбільшій будівлі Лондона, то останнім буде незрівнянно гущі наповнене пилом, ніж простір зірками [...]
Жах охоплює нас при спогляданні Всесвіту. Всесвіт жахає нас своїми величезними, безглуздими відстанями, своїми неосяжними хронологічними перспективами, нізводящее людську історію до розмірів миті, вона жахає нас нашим граничним самотністю і матеріальним нікчемою нашої планети, що становить мільйонну частину однієї з численних світових піщинок [...]
Озираючись назад в майже нескінченний проспект великої послідовності часів, ми усвідомлюємо, що наш рід є досконалим немовлям, наше минуле - лише миттю в історії Всесвіту. Але велика панорама простору і часу продовжує розгортатися далі, і, відриваючись від уже розгорнулася частини, ми зустрічаємося з майбутнім, що тягнуться в тисячі і, ймовірно, в мільйони разів далі, ніж наше минуле. Майбутнє Всесвіту - найдовше з усього, що тільки наш розум може собі уявити.
Нам стає ясно, що ми знаходимося, по всій ймовірності, лише на самому початку життя своєї раси, в її передісторії.
Ми знаходимося лише на світанку дня майже неймовірною довжини ».
ЗМІСТ
ВІД ВИДАВНИЦТВА
НЕБЕСНИЙ СВОД
Обертається Земля. Наш найближчий сусід - Місяць. Сонце. Відстань до зірок. Небесні картинки. Імена зірок. Полярна зірка. Мандрування полюса. Планети. Ізольована колонія.
ПОДОРОЖ У ПРОСТІР І ЧАС
У зовнішньому просторі. Вид Місяця на близькій відстані. Будова Місяця. Венера і Меркурій. У поверхні Сонця. Усередині Сонця. Навіть атоми зруйновані. Поїздка в далеке минуле. Наш світ народився!
СОНЯЧНА СІМ'Я
Дев'ять планет. Меркурій. Венера. Земля. Зовнішні планети. Клімат планет. Чи існує життя на Марсі? Супутники планет. Кільця Сатурна. Астероїди. Комети і падаючі зірки. Вік Землі.
Зважування І ВИМІР ЗІРОК
Сила тяжіння. Вивчення тяжіння. Зважування Землі. Зважування Сонця. Відкриття самих зовнішніх планет. Зважування зірок. Сила світла зірок. Розміри зірок. Колір зірок.
РІЗНОМАНІТНІСТЬ ЗІРОК
Три типу зірок. Білі карлики. Основний ряд зірок. Червоні і жовті гіганти. Зоряна енергія. Зірки, що руйнують своє речовина. Найближчі зірки.
ЧУМАЦЬКИЙ ШЛЯХ
План Всесвіту. Змінні Цефеїди. Кулясті зоряні скупчення. Чумацький шлях. Колесо зірок. Нічне небо. Кількість зірок.
ГЛИБИНИ ПРОСТОРУ
Великі туманності. Найближчі зіркові міста. Зважування зіркових міст. Еволюція туманностей. Народження зірок. Еволюція зірок. Народження туманностей. Історія Всесвіту.
ВЕЛИКА ВСЕСВІТ
Модель Всесвіту. Кінцева Всесвіт. Розширюється Всесвіт. Розбігання туманностей. Розміри Всесвіту. Речовина Всесвіту. Вік Всесвіту.
Додаток ПЕРШЕ
Путівник по небу
Додаток ДРУГЕ
Двадцять зірок першої величини. Планети. Рух планет. Система числових позначень, прийнятих в книзі. Примітка редактора перекладу.
МАЛЮНКИ І ФОТО, поміщені у КНИЗІ
Прочитати книгу повністю можна в читальному залі бібліотеки коледжу
Що читати?Чи існує життя на Марсі?